（1）超声电火花线切割复合加工的基本原理和特性

随着科学技术的发展，大量新型材料的涌现，电火花线切割工艺面临新的挑战。由于被加工材料的某些特性，如多相掺杂特性，导电、导热的不均匀性等，导致了电火花线切割加工效率低，易产生断丝甚至不能完成加工。超声电火花线切割复合加工技术可用来加工难加工材料，线电极的超声振动能改善加工间隙状态，增加切割稳定性，提高脉冲利用率，减少断丝的发生。

①实验装置。超声电火花线切割复合加工示意图如图9-7所示。该装置被安装在低速走丝电火花线切割机上，它由超声发生器、换能器、变幅杆、微进给调节装置和辅助导向器组成。超声发生器可产生功率为50V・A的超声振荡电压波，其振动频率可在15〜35kHz之间选取。利用换能器和变幅杆的放大作用，振动装置最大输出振幅可达45μ m。加工实验中，线电极被变幅杆前端及微动调整装置上的凸台夹住，夹紧力可通过手动进行调整(见图9-7) 。当超声振动装置工作时，一个交变作用力施加于线电极之上。由于线电极在缓慢拖动中摩擦力的不断变化使线电极张力不断改变，从而引发线电极产生纵向振动。

          

②线电极振动的理论模型。当线电极张力高频变化时，线电极将产生纵向振动，其受力模型可简化为图9-8的形式。

             

由此可建立线电极纵向振动位置的微分方程，即

 

式中， 为线电极密度；E为弹性模量；S为线电极的截面积。

式（9-1）的通解为

 

根据初始条件Z(0,t)=0,则有D=0。

由边界条件在x=L处可得到

 

将初始条件及边界条件代入式（9 - 2）,最后可获得描述线电极纵向位移的公式为:

 

根据式（9-3）可计算出加工区内线电极的纵向振动位置。

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